Universidad Hohenheim Secado solar de productos

1 Institute of Agricultural Engineering │Tropics and Subtropics Group

Secado solar de productos agrícolas:

Aplicaciones e Innovaciones

Ana Salvatierra

[email protected]

Institute of Agricultural Engineering

Tropics and Subtropics Group

08.10.2015 Stuttgart, Alemania

Prof. Dr. Joachim Müller

[email protected]

Institute of Agricultural Engineering │Tropics and Subtropics Group 2

Contenido

■ Antecedentes

■ Tipos de secadores solares:

□ Invernadero

□ Tunel

□ Colector solar integrado al invernadero

□ Secadores solares hibridos

□ Portables e inflables

■ Alternativas de integracion en el proceso de secado por

medio de energía solar termica, biomasa y biogas


Por que se debe secar?

■ Elevados contenidos de humedad dificultan el almacenamiento

■ Acelerado deterioro del producto cosechado

■ Distribución de la temperatura (T) y contenido de

humedad (CH)

Cnossen and Siebenmorgen, 2000

CH


Antecedentes

Costo de inversión

Pérdidas

post

cosecha

Tiempo

de

secado

Método Tecnología de secado

Apilonado Tendederos, bastidores

Secado a

campo abierto

Secado sobre pavimento

o concreto

Secado

controlado

Secado en contenedores

con componentes de

aereacion

Secado

mecánico

Secador de lecho fijo

Secador de lote por

recirculacion

Secador de flujo continuo


Principios - secado solar

Secado a campo abierto/

Tradicional

Secado solar

Radiación solar

Radiación termica

Transferencia convectiva de calor


Clasificación de secadores solares

Augustus Leon, et al. 2002

Secador solar

Activos

Conveccion forzada

Pasivos

Conveccion libre

Directos Mixtos Indirectos

Invernadero Hibridos Tunel


Secador solar tipo invernadero

Dried banana

■ Vida de anaquel por más de una

semana

■ Reduccion de perdidas post-

cosecha

■ Materia prima disponible todo el

año

Baja calidad -

secado tradicional

Buena calidad –

secado en invernadero


Colector solar integrado al invernadero

ño

Müller, 1989


Secador solar tipo tunel

Amir, 1991


Base de datos

Datos de diseno del secador solar tipo tunel

Largo 15.0 - 30.0 m

Ancho 1.0 - 2.0 m

Área del collector 10.0 - 20.0 m2

Área de secado 20.0 - 40.0 m2

Producto Capacidad

kg

Tiempo de secado

días

Uvas 600 5

Bananas 240 3 - 4

Cafe 500 2

Jengibre 300 4

Capsicum rojo 200 2

Arroz 500 1

Papaya 200 1

Higos 400 4

Secador solar tipo tunel


Portables e inflables

Desarrollo y evaluacion de un secador

solar para arroz


Secado tradicional

■ 2 cosechas al año

■ Prácticas de secado

- Pavimento

- Concreto

■ Mezcla - rastrillos o tirando de

la malla


Primer caso – Secador de invernadero

■ Tiempo de secado 4 - 5 (temporada de

lluvia) - 14% MC

■ Mezclado problemático

■ Convección libre– simulacion por

computadora – chimenea sugerida >

6 m

■ Convección forzada- ventilador

■ Dificil de ajustar

■ Tifón – daños sobre la estructura que

sostiene el techo y el plastico


Segundo caso:

Secador solar inflable - ISD

(Solar bubble dryers – SBD)


Secador solar inflable 1- ISD

Resultados

■ 2-3 dias de secado (temporada seca)

■ 14% CH

■ Mezclado del arroz problematico

■ Se observó condensación



Resultados

■ Tiempo de secado– 1 día de 25% CH a <14%CH

■ Mecanismo de mezclado confortable

■ No se observó condensación

■ Facil de armar, cargar y almacenar



■ Tiempo de secado – 1 día para reducir de 22 % CH a 14% CH


Diagama del secador solar inflable ISD

Salvatierra et al. 2013


Mecanismo de mezclado – rodillo de metal


Segundo caso:

Secador solar inflable - ISD

(sin conexión a la red)


Caracteristicas del secador solar inflable ISD

Tipo de secador solar Activo mixto

Longitud 25 m

Ancho 2 m

Area del colector 4 m2

Area de secado 46 m2

Flujo del aire 1300 m3/h

Capacidad 1000 kg arroz

Max temperatura del aire ≈ 60

Max temperatura del cereal ≈ 44

Tiempo de secado

1 día de 22% CH a

<14%

Tiempo de mezclado

Potencia de los ventiladores

1 min

Modulos fotovoltaicos

Salvatierra. 2013


Alternativas energía solar termica + biomasa

■ Produccion de biochar para compostaje

■ Acoplado de un a unidad reactor a una casa de invernadero por

medio de el almacenamiento de calor en agua

■ Recuperacion de minerales

Fuente: Munder, et al. 2015


Alternativas energía solar termica - biogas

Sun

Solar thermal

collector

Solar Electric

conversion

Drying area

Ventilator

Auxiliary source Ventilator

Control of heat transfer

Control of heat transfer

Favorable weather

conditions

Adverse weather

conditions

Condiciones

ambientales favorables Sol

Área de

precalentamiento

(Energía térmica)

Ventilador PV-instalación

(Energía electrica)

Ventilador

Condiciones ambientales

desfavorables

Área de secado

(Energía

térmica)

Fuente auxiliar

Planta de

Biogas

Control del calor

transferido

Control del calor

transferido

Fuente: Weltec.2015.


References

■ J. Amir, K. Grandegger, A. Esper, M. Sumarsono, C. Djaya, W. Mühlbauer. 1991. Development of a

multi-purpose solar tunnel dryer for use in humid tropics, Renewable Energy, Volume 1, Issue 2

■ Augustus Leon M, Kumar S, Bhattacharya SC. A comprehensive procedure for performance evaluation

of solar food dryers. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2002; 6(4): 367-393.

■ Cnossen, T. J. Siebenmorgen. 2000. The glass transition temperature concept in rice drying and

tempering: effect on milling quality. American Society of Agricultural Engineers 0001-2351 / 00 / 4306-

1661.

■ Munder S, Romuli S, Intani K, Wüst D, Müller J. 2015. Byproducts for Bioenergy – advanced firewood

substitution by simultaneous cooking and charring application. https://www.uni-

hohenheim.de/qisserver/rds?state=medialoader&objectid=8438&application=lsf

■ Müller J, Reisinger G, Kisgeci J, Kotta E, Tesic M, Mühlbauer W. 1989. Development of a greenhouse-

type solar dryer for medicinal plants and herbs. Solar & Wind Technology, Volume 6, Issue 5

■ Salvatierra A, Nagle M, Gummert M, De Bruin T, Müller J. (2013). Development and assessment of an

inflatable solar dryer for paddy in the Philippines. 3rd Annual Global Rice Science Partnership (GRiSP)

and Young Rice Scientists conference

Información relevante ■ Grainpro Inc. http://grainpro.com/gpi/index.php?option=com_content&view=article&id=115&Itemid=1653#

■ IRRI http://irri.org/news/media-releases/wonder-rice-dryer

■ Weltec.2015. Biogas. http://www.weltec-biopower.de/ - contacto Guimer Alahé - g.alahe@weltec-

biopower.de

https://www.uni-hohenheim.de/qisserver/rds?state=medialoader&objectid=8438&application=lsf












http://irri.org/news/media-releases/wonder-rice-dryer












http://www.weltec-biopower.de/










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